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12.用如圖甲所示的電路探究“電壓一定時,通過導(dǎo)體的電流與電阻的關(guān)系”,已知實(shí)驗(yàn)提供的電源電壓恒為4.5V,定值電阻R有5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、30Ω、35Ω、40Ω、45Ω、50Ω各一個,規(guī)格為“20Ω 1.5A”的滑動變阻器一個.
(1)根據(jù)電路圖甲,將乙圖中實(shí)物電路連接完整(導(dǎo)線不能交叉).
(2)閉合開關(guān)前,將滑動變阻器滑片移至A(填“A”或“B”)端.將5Ω 的電阻接入電路,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,直到電壓表示數(shù)為2.5V,記下電流表示數(shù).
(3)換用不同的電阻,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,使電壓表示數(shù)為2.5V,記下電流表的示數(shù).
(4)經(jīng)多次實(shí)驗(yàn),得到如圖丙所示的電流I隨電阻1R變化的圖象,由圖象可得出:電壓一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比.
(5)小方所在的實(shí)驗(yàn)小組電壓表“15V”的接線柱內(nèi)部斷路,他們又想盡可能多地用上所提供的電阻.如果不改變連接方式,則實(shí)驗(yàn)時電壓表的讀數(shù)應(yīng)為3V,無法用上的電阻值有45Ω、50Ω;如果不增減或更換器材,又要把所提供的電阻全部用上,則可采取的方法是:換用最大阻值較大的變阻器或適當(dāng)降低電源電壓(設(shè)電源電壓恒為4.5V).

分析 (1)根據(jù)電壓表示數(shù)確定電壓表量程與電阻并聯(lián),變阻器按一上一下接入電路中;
(2)閉合開關(guān)前,將滑動變阻器滑片移至阻值最大處;
(3)研究通過導(dǎo)體的電流與電阻的關(guān)系時,要控制電壓表示數(shù)不變;
(4)根據(jù)電流I隨電阻1R變化的圖象為原點(diǎn)的直線,可得出:電壓一定時,通過導(dǎo)體的電流與電阻的倒數(shù)成正比,推出電壓一定時,電流與電阻的關(guān)系;
(5)當(dāng)電壓表示數(shù)最大時,根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律,變阻分得的電壓最小,此時電壓表的示數(shù)與變阻器分的電壓之比為最大,根據(jù)分壓原理,定值電阻的阻值為變阻器最大值的倍數(shù)最大,即可用的定值電阻最多;
如果不增減或更換器材,又要把所提供的電阻全部用上,則可采取的方法是:換用最大阻值較大的變阻器或適當(dāng)降低電源電壓,

解答 解:(1)因電壓表示數(shù)為2.5V,故電壓表選用小量程與電阻并聯(lián),變阻器按一上一下接入電路中,如下所示:

(2)閉合開關(guān)前,將滑動變阻器滑片移至阻值最大處,即 A端.將5Ω 的電阻接入電路,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,直到電壓表示數(shù)為2.5V,記下電流表示數(shù).
(3)研究通過導(dǎo)體的電流與電阻的關(guān)系時,要控制電壓表示數(shù)不變,換用不同的電阻,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,使電壓表示數(shù)為2.5V,記下電流表的示數(shù).
(4)經(jīng)多次實(shí)驗(yàn),得到如圖丙所示的電流I隨電阻1R變化的圖象為原點(diǎn)的直線,由圖象可得出:電壓一定時,通過導(dǎo)體的電流與電阻的倒數(shù)成正比,即在電壓一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比;
(5)小方所在的實(shí)驗(yàn)小組電壓表“15V”的接線柱內(nèi)部斷路,則只能使用0-3V,當(dāng)電壓表控制在3V不變(最大)時,變阻器分得的電壓最小,
U=U-U=4.5V-3V=1.5V,此時電壓表的示數(shù)與變阻器分的電壓之比為最大,當(dāng)變阻器最大電阻連入電路中時,根據(jù)分壓原理,定值電阻的阻值為變阻器最大值的3.0V1.5V=2倍,此時可用的最大電阻為2×20Ω=40Ω,故可用的定值電阻為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω、35Ω、40Ω,無法用上的電阻值有45Ω、50Ω;
由上分析,當(dāng)變阻器的最大電阻為25Ω時,則定值電阻的最大電阻為:2×25Ω=50Ω,此時所用的定值電阻均可使用,故如果不增減或更換器材,又要把所提供的電阻全部用上,則可采取的方法是:換用最大阻值較大的變阻器或適當(dāng)降低電源電壓,
故答案為:(1)如上所示;(2)A;(3)2.5;
(4)通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比;
(5)3;45Ω;50Ω;換用最大阻值較大的變阻器或適當(dāng)降低電源電壓.

點(diǎn)評 本題探究電壓一定時,通過導(dǎo)體的電流與電阻的關(guān)系,考查電路的連接、注意事項(xiàng)、控制變量法及分析數(shù)據(jù)的能力及對實(shí)驗(yàn)器材的要求.

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